Greške u mjerenju | Klasifikacija grešaka
Da bismo razumjeli koncept grešaka u mjerenju, trebali bismo znati dva termina koji definiraju grešku, a ti dva termina su navedeni ispod:
Stvarna vrijednost
Nije moguće odrediti stvarnu vrijednost količine eksperimentalnim sredstvima. Stvarna vrijednost može se definirati kao prosječna vrijednost beskonačnog broja izmjerene vrijednosti kada će prosječno odstupanje zbog različitih doprinosećih faktora težiti nuli.
Izmjerena vrijednost
Može se definirati kao približna vrijednost stvarne vrijednosti. Može se odrediti uzimanjem srednjih vrijednosti nekoliko izmjerenih čitanja tijekom eksperimenta, primjenom odgovarajućih aproksimacija na fizičke uvjete.
Sada smo u položaju da definiramo statičku grešku. Statička greška definira se kao razlika izmjerene i stvarne vrijednosti količine.
Matematički možemo zapisati izraz greške kao, dA = Am – At gdje je, dA statička greška, Am izmjerena vrijednost, a At stvarna vrijednost.
Trebalo bi napomenuti da apsolutna vrijednost greške ne može se odrediti zbog činjenice da se stvarna vrijednost količine ne može točno odrediti.
Razmotrimo nekoliko termina vezanih za greške.
Granične greške ili garancijske greške
Koncept garancijskih grešaka može se razjasniti ako proučimo ovaj tip greške na primjeru. Pretpostavimo da postoji proizvođač koji proizvodi ampermetar, on bi trebao obećati ili izjaviti da je greška u ampermetru koji prodaje manja od granice koju postavlja. Ova granica greške poznata je kao granična greška ili garancijska greška.
Relativna greška ili frakcijska greška
Definira se kao omjer greške i zadane veličine količine. Matematički pišemo kao,
Gdje je, dA greška, a A veličina.
Sada smo zainteresirani za izračunavanje rezultantne granične greške u sljedećim slučajevima:
(a) Uzimajući zbroj dviju količina: Razmotrimo dvije izmjerene količine a1 i a2. Zbroj ove dvije količine može se predstaviti s A. Tako možemo zapisati A = a1 + a2. Sada relativnu inkrementnu vrijednost ove funkcije možemo izračunati kao
Razdvajajući svaki pojedinacni termin kako je prikazano ispod i množeći i dijeleći a1 s prvom termenom i a2 s drugim terminom imamo
Iz gornjeg jednadžbe možemo vidjeti da je rezultantna granična greška jednaka zbroju produkata formiranih množenjem pojedinačnih relativnih graničnih grešaka omjerom svakog termina prema funkciji. Isti postupak može se primijeniti za izračun rezultantne granične greške zbog zbrajanja više od dvije količine. Da biste izračunali rezultantnu graničnu grešku zbog razlike dvije količine, samo promijenite znak zbrajanja sa oduzimanjem, a ostali postupak je isti.
(b) Uzimajući produkt dviju količina: Razmotrimo dvije količine a1 i a2. U ovom slučaju produkt dvije količine izražava se kao A = a1.a2. Sada uzimajući logaritam s obje strane i diferencirajući s obzirom na A imamo rezultantne granične greške kao
Iz ove jednadžbe možemo vidjeti da je rezultantna greška zbroj relativnih grešaka u mjerenju termina. Slično možemo izračunati rezultantnu graničnu grešku za faktor snage. Dakle, relativna greška bi bila n puta u ovom slučaju.
Vrste grešaka
Osnovno, postoje tri vrste grešaka na temelju koje se one mogu pojaviti.
Grobe greške
Ova kategorija grešaka uključuje sve ljudske pogreške pri čitanju, zapisivanju i čitanju. Pogreške u izračunu grešaka također spadaju u ovu kategoriju. Na primjer, dok čita s instrumenta, može pročitati 21 kao 31. Sve te vrste grešaka spadaju u ovu kategoriju. Grobe greške se mogu izbjegavati upotrebom dvije odgovarajuće mjere, a one su navedene ispod:
Treba voditi pravi račun o čitanju, zapisivanju podataka. Izračun grešaka također treba biti točan.
Povećanjem broja eksperimenata možemo smanjiti grobe greške. Ako svaki eksperimentator uzme različita čitanja na različitim točkama, tada prosječnim zbrajanjem većeg broja čitanja možemo smanjiti grobe greške.
Sistematske greške
Da bismo razumjeli ove vrste grešaka, kategorizirajmo sistematske greške kao
Instrumentalne greške
Ove greške mogu biti posljedica netočne konstrukcije, kalibracije mjernih instrumenata. Ove vrste grešaka mogu nastati zbog trenja ili zbog histerezisa. Ove vrste grešaka također uključuju efekt opterećenja i nepravilno korištenje instrumenata. Nepravilno korištenje instrumenata rezultira neuspjehom u nuliranju instrumenata. Kako bi se smanjile grobe greške u mjerenju, moraju se primijeniti razne korektne faktori, a u ekstremnim uvjetima instrument mora biti pažljivo rekalibriran.
Ambientne greške
Ova vrsta greške nastaje zbog uvjeta vanjskih u odnosu na instrument. Vanjski uvjeti uključuju temperaturu, tlak, vlaga ili može uključivati vanjsko magnetsko polje. Sljedeći su koraci koje treba pratiti kako bi se smanjile ambientne greške:
Pokušajte održavati temperaturu i vlagoću laboratorija konstantnom uspostavljajući odgovarajuće aranžmane.
Osigurajte da ne bude nikakvog vanjskog magnetskog ili elektrostatskog polja oko instrumenta.
Opservacijske greške
Kao što naziv sugerira, ove vrste grešaka su posljedica netočnih opažanja. Netočna opažanja mogu biti posljedica PARALAKSA. Kako bi se smanjile greške PARALAKSA, potrebni su visoko precizni brojčani prikaz s zrcalnim skalama.
Nasumične greške
